KR20150066285A - 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20150066285A
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이상진
이판석
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판 지지 유닛을 제공한다. 상기 기판 지지 유닛은 내부에 관통되는 복수의 핀 홀을 갖는 바디와, 상기 기판을 상기 바디에 로딩 또는 언로딩하는 리프트 핀 어셈블리를 포함하되, 상기 리프트 핀 어셈블리는, 상기 핀 홀을 통해 승하강되는 복수의 리프트 핀과, 상기 리프트 핀을 지지하는 지지 플레이트와, 상기 리프트 핀을 상기 지지 플레이트에 결합시키는 핀 결합 부재와, 상기 지지 플레이트를 구동하여 상기 리프트 핀을 승하강시키는 구동부를 포함하고, 상기 핀 결합 부재는, 외부에 나사산이 형성되어 상기 지지 플레이트에 나사결합되고, 상면에 상기 리프트 핀의 하단이 삽입되는 삽입홈이 형성된 몸체와, 상기 삽입홈 내에 제공되어, 상기 리프트 핀 위에 상기 기판이 놓일 때 충격을 완화시키는 완충부재를 포함한다.

Description

기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{SUBSTRATE SUPPORT UNIT AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 기판이 놓일 때 기판의 충격을 완화시키는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 처리 장치 예를 들어, 슬릿 코터(slit coater)는 글라스(glass) 기판과 같은 대형 기판 상에 약액을 코팅한다. 즉, 슬릿 코터는 기판 상에 일정량의 포토레지스트(photoresist) 액을 토출하여 도포시킴으로써 균일한 두께의 막을 형성한다.
상기와 같은 기판 처리 장치는 로봇암으로 기판을 플레이트 상부로 이송하면, 리프트 핀들을 업 이동하여 기판을 지지한다. 이어서 기판 처리 장치는 로봇암이 플레이트 상부로부터 이탈되고 리프트 핀들을 다운 이동하여 플레이트에 기판을 안착시킨다. 이후, 기판 처리 장치는 플레이트 상부면에 진공 홀 및 그루브 라인들을 통해 기판을 고정시켜서 포토레지스트 액을 도포한다. 도포가 완료되면, 다시 역순으로 리프트 핀들을 업다운하여 로봇암을 이용하여 기판을 이송한다.
그러나, 이러한 기판 처리 장치는 로봇암으로부터 리프트 핀들로 기판을 인계할 때 또는 진공 척킹시, 리프트 핀들과 접촉하는 기판의 지지면 일부에 하중이 집중적으로 발생되어 기판이 손상될 우려가 크다. 예컨대, 플레이트의 가장자리로부터 중앙 부분으로 갈수록 리프트 핀들의 단차로 인하여 기판이 휘어지게 되고, 그로 인해 해당 리프트 핀과 접촉되는 부위에 하중이 집중되는 현상이 발생된다. 또 리프트 핀의 높이에 따른 설정값을 정확하게 설정해야 하므로 여유폭이 없어서, 많은 설정 시간이 소요되며, 기판에 얼룩(mura)이 발생될 위험성 역시 크다.
본 발명은 안착되는 기판의 하중 및 충격을 감소시켜서 기판의 손상을 방지하는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 공정 처리시 기판의 얼룩을 최소화여 공정 불량을 감소시킬 수 있는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판 지지 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 상기 기판 지지 유닛은, 내부에 관통되는 복수의 핀 홀을 갖는 바디와, 상기 기판을 상기 바디에 로딩 또는 언로딩하는 리프트 핀 어셈블리를 포함하되, 상기 리프트 핀 어셈블리는, 상기 핀 홀을 통해 승하강되는 복수의 리프트 핀과, 상기 리프트 핀을 지지하는 지지 플레이트와, 상기 리프트 핀을 상기 지지 플레이트에 결합시키는 핀 결합 부재와, 상기 지지 플레이트를 구동하여 상기 리프트 핀을 승하강시키는 구동부를 포함하고, 상기 핀 결합 부재는, 외부에 나사산이 형성되어 상기 지지 플레이트에 나사결합되고, 상면에 상기 리프트 핀의 하단이 삽입되는 홈이 형성된 몸체와, 상기 홈 내에 제공되어, 상기 리프트 핀 위에 상기 기판이 놓일 때 충격을 완화시키는 완충부재를 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 완충부재는, 스프링 장치를 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 스프링 장치는, 양단이 상기 리프트 핀 및 상기 몸체에 결합되는 스프링을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 완충부재는, 공압 완충 장치를 포함한다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 처리 공정이 수행되는 하우징과, 상기 하우징 내에 배치되어 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은, 내부에 관통되는 복수의 핀 홀을 갖는 바디와, 상기 기판을 상기 바디에 로딩 또는 언로딩하는 리프트 핀 어셈블리를 포함하고, 상기 리프트 핀 어셈블리는, 상기 핀 홀을 통해 승하강되는 복수의 리프트 핀과, 상기 리프트 핀을 지지하는 지지 플레이트와, 상기 리프트 핀을 상기 지지 플레이트에 결합시키는 핀 결합 부재와, 상기 지지 플레이트를 구동하여 상기 리프트 핀을 승하강시키는 구동부를 포함하되, 상기 핀 결합 부재는, 외부에 나사산이 형성되어 상기 지지 플레이트에 나사결합되고, 상면에 상기 리프트 핀의 하단이 삽입되는 삽입홈이 형성된 몸체와, 상기 삽입홈 내에 제공되어, 상기 리프트 핀 위에 상기 기판이 놓일 때 충격을 완화시키는 완충부재를 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 감압 건조 장치이고, 상기 하우징 내부를 감압하는 감압 유닛을 더 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 베이크 장치이고, 상기 기판을 가열 또는 냉각하는 온도 조절 유닛을 더 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 기판에 감광액을 도포하는 도포 유닛과, 상기 도포 유닛을 상기 기판을 따라 이동시키는 이동 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치는 안착되는 기판의 하중 및 충격을 안정적으로 감소시켜 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치는 기판의 공정 처리시 기판 하부면의 얼룩을 최소화여 공정 불량을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치는 설비에 쉽게 적용이 가능하면서도 구동이 상대적으로 안정적이어서 장치의 업다운 동작시 기판 하중에 의한 심한 떨림 현상 등의 진동이나 소음이 감소된다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기판을 처리하는 기판 처리 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 리프트 핀 구조체를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 A 영역의 확대도이다.
도 5는 도 4의 분해도이다.
도 6은 도 3에 도시된 리프트 핀의 구성을 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 따라서 도면에서의 도시된 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 기판을 처리하는 기판 처리 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 리프트 핀 구조체를 나타내는 단면도이다.
한국 등록특허 제0968814호는 리프트 핀 구조체 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 대하여 개시하고 있다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 기판 처리 장치(10)는 기판(102)이 안착되고, 내부에 관통되는 복수 개의 핀 홀(106)들을 구비하는 플래이트(104)와, 핀 홀(106)들이 각각 설치되어 기판(102)을 지지하고, 지지된 기판(102)의 하중을 감소시켜서 기판(102)의 하중을 분산하는 복수 개의 리프트 핀 구조체(110)와, 리프트 핀 구조체(110)들을 연결하는 연결부재(108) 및 연결부재(108)를 구동하여 리프트 핀 구조체(110)를 상하로 이동시키는 구동부(130)를 포함한다.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 리프트 핀 구조체(110)는 지지부(114a)와 몸체(114b)로 구성되어 기판(102)을 지지하는 상부 핀(114)과, 상부 핀(114)의 하단부(즉, 결합부(114c))와 결합되는 하부 핀(112) 및 상부 핀(114)과 하부 핀(112) 사이에 제공되어, 기판(102)이 상부 핀(114)에 안착되면 기판(102)의 하중을 감소시키는 완충부재(120)를 포함하여 구성된다.
그러나, 상기 특허는 리프트 핀 구조체 내에 완충부재를 포함하고 있어, 공정처리시 기판의 얼룩형 공정불량 감소를 위한 기판 접촉 부분의 리프트 핀 사이즈의 축소가 불가능하였다.
또한, 상기 구조에서 리프트 핀 사이즈를 축소하더라도 기판 접촉 면적 감소 및 완충부재의 위치로 인하여 기판의 하중이나 충격에 영향을 크게 받게 되어 기판이 파손될 우려도 있다. 더불어, 기판 처짐이나 충격 감소를 위해 리프트 핀 개수를 증가시키는 경우 기판의 온도 균일성(uniformity)에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 장치의 업다운 동작시 기판 하중에 의한 심한 떨림 현상 등의 진동이나 소음 발생의 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 A 영역의 확대도이고, 도 5는 도 4의 분해도이고, 도 6은 도 3에 도시된 리프트 핀의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 하우징(1000)과 기판 지지 유닛(2000)을 포함한다. 도시되지는 않았지만, 하우징(1000)은 기판(S)의 각종 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다.
기판 지지 유닛(2000)은 바디(2200)와 리프트 핀 어셈블리(2400)를 포함한다. 기판 지지 유닛(2000)은 하우징(1000) 내에 배치되어 기판(S)을 지지한다.
바디(2200)는 내부에 관통되는 다수의 핀 홀(2220)을 갖는다. 바디(2200)는 석정반 등을 포함한다. 바디(2200)에는 복수 개의 리프트 핀(2420)이 관통되어 업다운되도록 균등하게 배치되는 복수 개의 핀 홀(2220)들이 제공된다. 또한, 바디(2200)는 상부의 공기를 진공 흡입하여 기판(S)을 상부 표면에 흡착시키는 복수 개의 진공 홀이 형성된다. 핀 홀(2220)들과 진공 홀들은 상호 일정 간격을 유지하면서 배열된다. 또한, 진공 홀들은 바디(2200) 내부에 형성된 그루브 라인(groove line)들에 의해 상호 연결된다.
또한, 핀 홀(2220)은 측벽에 리프트 핀(2420)이 용이하게 업다운되도록 가이드하는 복수 개의 가이드용 하우징들이 설치될 수 있다. 이러한 가이드용 하우징은 핀 홀(2220) 내부에서 리프트 핀(2420)이 업다운될 때 유격이 발생되는 것을 방지하고, 용이하게 업다운되도록 윤활 기능을 한다.
리프트 핀 어셈블리(2400)는 리프트 핀(2420), 지지 플레이트(2440), 핀 결합 부재(2460), 그리고 구동부(2480)를 포함한다. 리프트 핀 어셈블리(2400)는 기판(S)을 바디(2200)에 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)한다.
리프트 핀(2420)은 핀 홀(2220)의 개수에 맞춰 복수 개가 동원된다. 리프트 핀(2420)은 핀 홀(2220)을 통해 승하강된다. 즉, 각각의 리프트 핀(2420)은 각각의 핀 홀(2220)에 삽입되어, 각각의 핀 홀(2220)을 관통하면서 상하방으로 이동된다.
리프트 핀(2420)들은 바디(2200) 가장자리 부분과 중앙 부분이 서로 다른 높이를 유지하여 기판(S)을 지지한다. 이는 기판(S)이 대형화됨에 따라 리프트 핀(2420)이 다운될 때, 기판(S)과 바디(2200) 사이에 기류가 형성되는 것을 방지하기 위해, 기판(S)의 중앙 부분부터 가장자리 부분으로 바디(2200)에 순차적으로 안착되도록 하여 기판(S)과 바디(2200) 사이의 공기 배출이 용이하도록 리프트 핀(2420)들을 단차를 둔다. 따라서, 리프트 핀(2420)들은 높이 조절을 위한 시간 등의 설정값에 의해 바디(2200)의 가장자리 부분과 중앙 부분이 서로 다른 높이로 조절된다.
도 6을 참조하면, 리프트 핀(2420)은 지지부(2421), 로드(2422), 그리고 지지판(2423)을 포함한다. 지지부(2422)는 로드(2422) 상단에 배치되어 기판(S)의 하면과 접촉하여 기판(S)을 지지한다. 지지부(2421)는 기판(S)과 접촉시 기판(S)의 손상을 방지하는 재질로 구비된다. 로드(2422)는 바디(2200)의 핀 홀(2220)에서 승강 또는 하강된다. 지지판(2423)은 로드(2422) 하단에 배치되어 완충부재(2464) 상에 놓이거나, 완충부재(2464)의 일단과 고정결합한다.
지지 플레이트(2440)는 각각의 리프트 핀(2420)의 하부를 지지한다. 지지 플레이트(2440)는 바디(2200) 아래에서 리프트 핀(2420)들의 하부와 연결되는 플레이트 형상으로 구비되어, 구동부(2480)에 의해 상하로 이동된다.
핀 결합부재(2460)는 각각의 리프트 핀(2420)의 하단에 각각 위치된다. 핀 결합부재(2460)는 각각의 리프트 핀(2420)을 지지 플레이트(2440)에 결합시킨다. 핀 결합부재(2460)는 몸체(2462)와 완충부재(2464)를 포함한다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 몸체(2462)는 외부에 나사산(2462a)이 형성된다. 지지 플레이트(2440)에는 결합홈(2441)이 형성된다. 결합홈(2441)은 내주면을 따라 나사골(2442)이 형성된다. 몸체(2462) 외주면의 나사산(2462a)이 결합홈의 나사골(2442)과 대응하여 나사결합된다. 즉, 몸체(2462)는 지지 플레이트(2440)에 나사결합되어 결합홈(2441) 내부로 삽입된다. 몸체(2462)의 상면에는 삽입홈(2462b)이 형성된다. 삽입홈(2462b)에는 리프트 핀(2420)의 하단이 삽입된다. 몸체(2462)는 내부에 홈이 형성된 무두볼트 등이 이용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 몸체(2462)는 지지 플레이트(2440) 내에 결합되는 위치에 따라 리프트 핀(2420)의 높이 레벨을 조절할 수 있다. 따라서, 몸체(2462)는 리프트 핀(2420)의 높이 레벨 조정 볼트로 기능할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기와 같이 몸체(2462)를 지지 플레이트(2440)에 나사결합함으로써 몸체(2462)의 이탈을 방지하여 리프트 핀 어셈블리(2400)가 안정감 있게 작동하도록 돕는다.
완충부재(2464)는 삽입홈(2462b) 내에 제공된다. 즉, 완충부재(2464)는 삽입홈(2462b) 내에 배치되어 리프트 핀(2420) 위에 기판(S)이 놓일 때 기판(S)의 하중이나 충격을 완화시킨다. 완충부재(2464)는 스프링 장치를 포함한다. 스프링 장치는 일단은 리프트 핀의 하단과 결합되고, 타단은 몸체(2462)의 삽입홈(2462b)의 바닥면에 결합되는 스프링을 포함한다. 또한, 완충부재(2464)는 공기 또는 유체 등의 압력을 이용하는 공압 완충 장치를 포함한다.
구동부(2480)는 지지 플레이트(2440)를 구동하여 리프트 핀(2420)을 승하강시킨다.
구동부(2480)는 기판 처리 장치(100)의 제반 동작을 제어하는 제어부의 제어를 받아서 기판(S)을 바디(2200)에 로딩 및 언로딩하기 위하여, 리프트 핀(2420)들이 기판(S)을 지지하도록 지지 플레이트(2440)를 상하 이동시킨다. 따라서 지지 플레이트(2440)는 구동부(2480)의 업다운 구동에 의해 리프트 핀(2420)들을 업다운시킨다.
상기와 같이, 본 발명은 리프트 핀(2420) 하부에 마련된 핀 결합 부재(2460) 내에 완충부재(2464)를 제공하여 기판 안착시, 리프트 핀(2420)이 완충되어 기판(S)의 하중 및 충격을 안정적으로 감소시킨다. 즉, 핀 결합 부재(2460) 내에 위치된 완충부재(2464)들에 의해 기판(S)의 하중이 기판(S) 전체로 균등하게 분산되어 기판(S) 전체가 완만한 곡선으로 안착 가능하여 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 완충부재(2462)를 핀 결합 부재(2460)의 몸체(2462) 내에 배치함으로써 리프트 핀(2420) 사이즈의 축소가 가능하다. 이는 기판(S) 하부면의 얼룩 발생을 최소화하여 공정 불량을 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 구성을 포함하는 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 감압 건조 장치이고, 하우징(1000) 내부를 감압하는 감압 유닛(3000)을 더 포함한다. 또한, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 베이크 장치이고, 기판(S)을 가열 또는 냉각하는 온도 조절 유닛(4000)을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 도포 유닛(5000)과 이동 유닛(6000)을 더 포함한다. 도포 유닛(5000)은 기판(S)에 감광액을 도포한다. 이동 유닛(6000)은 도포 유닛(5000)을 기판(S)을 따라 이동시킨다.
상기와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 예를 들어, 대형의 글라스 기판에 포토레지스트 액을 도포하는 슬릿 코터(slit coater)나, 이송 로봇에 의해 기판(S)을 바디(2200)로 로딩 가능한 건조 장치(vacuum dryer, VCD), 베이크(bake) 장치 등을 포함한다.
본 발명은 상기와 같은 장치들에 쉽게 적용이 가능하면서도 구동이 상대적으로 안정이어서 장치의 업다운 동작시 기판 하중에 의한 심한 떨림 현상 등의 진동 이나 소음이 감소된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기판 처리 장치 1000 : 하우징
2000 : 기판 지지 유닛 2200 : 바디
2220 : 핀 홀 2400 : 리프트 핀 어셈블리
2420 : 리프트 핀 2440 : 지지 플레이트
2460 : 핀 결합 부재 2462 : 몸체
2464 : 완충부재 2480 : 구동부

Claims (2)

  1. 기판을 지지하는 유닛에 있어서,
    내부에 관통되는 복수의 핀 홀을 갖는 바디와,
    상기 기판을 상기 바디에 로딩 또는 언로딩하는 리프트 핀 어셈블리를 포함하되,
    상기 리프트 핀 어셈블리는,
    상기 핀 홀을 통해 승하강되는 복수의 리프트 핀과,
    상기 리프트 핀을 지지하는 지지 플레이트와,
    상기 리프트 핀을 상기 지지 플레이트에 결합시키는 핀 결합 부재와,
    상기 지지 플레이트를 구동하여 상기 리프트 핀을 승하강시키는 구동부를 포함하고,
    상기 핀 결합 부재는,
    외부에 나사산이 형성되어 상기 지지 플레이트에 나사결합되고, 상면에 상기 리프트 핀의 하단이 삽입되는 삽입홈이 형성된 몸체와,
    상기 삽입홈 내에 제공되어, 상기 리프트 핀 위에 상기 기판이 놓일 때 충격을 완화시키는 완충부재를 포함하는 기판 지지 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 완충부재는,
    스프링 장치를 포함하는 기판 지지 유닛.
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